JP2008170491A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像器内のトナー補給口と攪拌部との接続部でトナーのブロッキングによるトナー詰まりが発生した場合であっても、トナー補給経路の破損等を防ぐことができる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】複数の感光体と複数の現像器４ａ，４ｂ（４ｃ，４ｄ）を備え、各感光体上に形成されたトナー画像を中間転写ベルト上に重ねて転写する装置であって、トナーをトナー補給経路２５を経て前記現像器４ａ，４ｂ（４ｃ，４ｄ）に補給するための複数のトナーコンテナを前記中間転写ベルトよりも上方に配置するとともに、各現像器４ａ，４ｂ（４ｃ，４ｄ）を中間転写ベルトよりも下方に配置して成る画像形成装置において、前記トナー補給経路２５に沿って過剰トナー回収路２６を並設し、両者を過剰トナー排出口３０を介して互いに連通させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、複数の感光体上に形成されたトナー画像を中間転写ベルト上に重ねて転写する方式を採用するカラー複写機、カラープリンタ等の画像形成装置に関するものである。

電子写真方式を採用するフルカラーの複写機やプリンタ等においては、複数の感光体上に形成されたトナー画像を中間転写ベルト上に重ねて転写した後、この中間転写ベルト上のフルカラー画像を用紙等の記録媒体上に一括転写する方式が採用されている。

ところで、この種のカラー画像形成装置には、マゼンタ、シアン、イエロー及びブラックのトナーをそれぞれ収容した４つの現像器及び各現像器に各色トナーを補給するための４つのトナーコンテナが備えられている。特にカラータンデム機においては、感光体を含む画像形成ユニットを中間転写ベルトよりも下方にレイアウトすると、ファーストコピー等の点から有利であるが、トナーコンテナは、ユーザーの操作性を考慮して本体の最上部に配置される。

上記のような構成を採用すると、トナーコンテナと現像器の間に中間転写ベルトが配置されることとなり、該中間転写ベルトのフレームにトナー補給経路が形成され、該トナー補給経路を経て各トナーコンテナから各色トナーが各現像器に補給される。

尚、特許文献１には、トナーコンテナから補給経路を経て現像器にトナーを補給する場合において、現像器へのトナーの送り込み過ぎによって現像器の攪拌部材の負荷が上昇すると、これを検知して補給経路の搬送部材の搬送動作を停止させるようにしたトナー補給装置が提案されている。又、特許文献２には、トナー搬送動作終了時にエアーポンプ等の気流発生手段を所定時間動作させて搬送経路に残留するトナー量を減少させるようにしたトナー搬送装置が提案されている。
特開平２−００７０７７号公報 特開２００４−３４７７２６号公報

ところで、通常、トナーは高温・高湿環境下等で流動性が低下し、現像器内のトナー補給口と攪拌部との接続部でトナー詰まりが発生し易い。このトナー詰まりが一旦発生すると、現像器へのトナー補給がなされなくなるために現像器のトナー残量が急激に減少する。

又、現像器に設けられたトナーセンサがトナーエンプティを検知すると、その現像器にトナーが更に送り込まれるため、トナー補給経路でトナーがブロッキングしてトナー補給経路が破損する等の問題が発生する。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、現像器内のトナー補給口と攪拌部との接続部でトナーのブロッキングによるトナー詰まりが発生した場合であっても、トナー補給経路の破損等を防ぐことができる画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、複数の感光体と複数の現像器を備え、各感光体上に形成されたトナー画像を中間転写ベルト上に重ねて転写する装置であって、トナーをトナー補給経路を経て前記現像器に補給するための複数のトナーコンテナを前記中間転写ベルトよりも上方に配置するとともに、各現像器を中間転写ベルトよりも下方に配置して成る画像形成装置において、前記トナー補給経路に沿って過剰トナー回収路を並設し、両者を過剰トナー排出口を介して互いに連通させたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記トナー補給経路と前記過剰トナー回収路を前記中間転写ベルトのフレームに一体に形成し、両者を隔てる隔壁に前記過剰トナー排出口を形成したことを特徴とする。

本発明によれば、高温・高湿環境下等でトナーの流動性が低下したために現像器内のトナー補給口と攪拌部との接続部でトナーのブロッキングによるトナー詰まりが発生した場合であっても、トナー補給経路の過剰なトナーが過剰トナー排出口から過剰トナー回収路へと排出されるため、トナー補給経路の破損等が確実に防がれる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係る画像形成装置の正断面図であり、図示の画像形成装置はタンデム型のカラー画像形成装置であって、その本体１００内の中央部には、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍ、シアン画像形成ユニット１Ｃ、イエロー画像形成ユニット１Ｙ及びブラック画像形成ユニット１ＢＫが一定の間隔で一列に配置されている。

上記各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１ＢＫには、感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄがそれぞれ配置されており、各感光ドラム２ａ〜２ｄの周囲には、一次帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、現像器４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、一次帯電手段としての転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ、クリーニング装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄがそれぞれ配置されている。

ここで、前記感光トラム２ａ〜２ｄは、ドラム状の感光体であって、不図示の駆動装置によって図示矢印方向（時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動される。又、前記一次帯電器３ａ〜３ｄは、不図示の帯電バイアス電源から印加される帯電バイアスによって感光ドラム２ａ〜２ｄの表面を所定の電位に均一に帯電させるものである。

更に、前記現像器４ａ〜４ｄは、マゼンタ（Ｍ）トナー、シアン（Ｃ）トナー、イエロー（Ｙ）トナー、ブラック（ＢＫ）トナーをそれぞれ収容しており、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に形成された各静電潜像に各色のトナーを付着させて各静電潜像を各色のトナー像として可視像化するものである。

又、一次帯電手段としての前記転写ローラ５ａ〜５ｄは、各一次転写部にて中間転写ベルトを介して各感光ドラム２ａ〜２ｄに当接可能に配置されている。ここで、中間転写ベルト７は、二次転写対向ローラ８とテンションローラ９との間に張設されて各感光ドラム２ａ〜２ｄの上面側に走行可能に配置されており、前記二次転写対向ローラ８は、二次転写部において中間転写ベルト７を介して二次転写ローラ１０に当接可能に配置されている。又、テンションローラ９の近傍にはベルトクリーニング装置１１が設けられている。尚、中間転写ベルト７の材質としては、例えばポリカーボネイト、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等の誘電体樹脂が選定される。

ところで、装置本体１００内の各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１ＢＫの上方には、前記各現像器４ａ〜４ｄにトナーを補給するためのトナーコンテナ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが一列に並設されている。

又、装置本体１００内の各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１ＢＫの下方にはレーザースキャナユニット（ＬＳＵ）１３が配置され、その下方の本体１００の底部には給紙カセット１４が着脱可能に設置されている。そして、給紙カセット１４には複数枚の不図示の記録材（用紙）が積層収容されており、この給紙カセット１４の近傍には、給紙カセット１４から記録材を１枚ずつ取り出すピックアップローラ１５と、取り出された記録材を搬送パスＬへと送り出すフィードローラ１６とリタードローラ１７が設けられている。

又、装置本体１００の側部を上下方向に延びる前記搬送パスＬには、記録材を搬送する搬送ローラ１８と、記録材を一時待機させて後に所定のタイミングで前記二次転写対向ローラ８と二次転写ローラ１０との当接部である二次転写部へと供給するレジストローラ１９が設けられている。尚、搬送パスＬの横には、記録材の両面に画像を形成する場合に使用される別の搬送パスＬ’が形成されており、この搬送パスＬ’には複数の搬送ローラ２１が適当な間隔で設けられている。

ところで、装置本体１００内の一側部に縦方向に配置された前記搬送パスＬは、装置本体１００の上面に設けられた排紙トレイ２１まで延びており、その途中には定着装置２２及び複数の排紙ローラ２３，２４が設けられている。

次に、以上の構成を有するカラー画像形成装置による画像形成動作について説明する。

画像形成開始信号が発せられると、各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１ＢＫにおいて各感光ドラム２ａ〜２ｄが図１の矢印方向（時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動され、これらの感光ドラム２ａ〜２ｄは、一次帯電器３ａ〜３ｄによって一様に帯電される。又、レーザースキャナユニット１３は、各色毎のカラー画像信号によって変調されたレーザー光を出射し、そのレーザー光を各感光ドラム２ａ〜２ｄの表面に照射し、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に各色のカラー画像信号に対応した静電潜像をそれぞれ形成する。

そして、先ず、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍの感光ドラム２ａ上に形成された静電潜像に、該感光ドラム２ａの帯電極性と同極性の現像バイアスが印加された現像器４ａによってマゼンタトナーを付着させ、該静電潜像をマゼンタトナー像として可視像化する。このマゼンタトナー像は、感光ドラム２ａと転写ローラ５ａとの間の一次転写部（転写ニップ部）において、トナーと逆極性の一次転写バイアスが印加された転写ローラ５ａの作用によって、図１の矢印方向に回転駆動されている中間転写ベルト７上に一次転写される。

上述のようにしてマゼンタトナー像が一次転写された中間転写ベルト７は、次のシアン画像形成ユニット１Ｃへと移動する。そして、シアン画像形成ユニット１Ｃにおいても、前記と同様にして、感光ドラム２ｂ上に形成されたシアントナー像が一次転写部において中間転写ベルト７上のマゼンタトナー像に重ねて転写される。

以下同様にして、中間転写ベルト７上に重畳転写されたマゼンタ及びシアントナー像の上に、イエロー及びブラック画像形成ユニット１Ｙ，１ＢＫの各感光ドラム２ｃ，２ｄ上にそれぞれ形成されたイエロー及びブラックトナー像が各一次転写部において順次重ね合わせられ、中間転写ベルト７上にはフルカラーのトナー像が形成される。尚、中間転写ベルト７上に転写されないで各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に残留する転写残トナーは、各クリーニング装置６ａ〜６ｄによって除去され、各感光ドラム２ａ〜２ｄは次の画像形成に備えられる。

そして、中間転写ベルト７上のフルカラートナー像の先端が二次転写対向ローラ８と二次転写ローラ１０間の二次転写部（転写ニップ部）に達するタイミングに合わせて、給紙カセット１４からピックアップローラ１５とフィードローラ１６及びリタードローラ１７によって搬送パスＬへと送り出された記録材がレジストローラ１９によって二次転写部へと搬送される。そして、二次転写部に搬送された記録材に、トナーと逆極性の二次転写バイアスが印加された二次転写ローラ１０によってフルカラーのトナー像が中間転写ベルト７から一括して二次転写される。

而して、フルカラーのトナー像が転写された記録材は、定着装置２２へと搬送され、フルカラーのトナー像が加熱及び加圧されて転写材の表面に熱定着され、トナー像が定着された転写材は、排紙ローラ２３，２４によって排紙トレイ２１上に排出されて一連の画像形成動作が完了する。尚、記録材上に転写されないで中間転写ベルト７上に残留する転写残トナーは、前記ベルトクリーニング装置１１によって除去され、中間転写ベルト７は次の画像形成に備えられる。

次に、本発明の要旨を図２及び図３に基づいて説明する。尚、図２はトナー補給系の構成を示す分解斜視図である。

各現像器４ａ〜４ｄには、内部に収容されたトナーの残量を検知するための不図示のトナーセンサが設けられており、前記画像形成動作が繰り返されることによってトナーが消費されたために各現像器４ａ〜４ｄでのトナー残量が一定値未満となったことがトナーセンサによって検知されると、トナーコンテナ１２ａ〜１２ｄから各現像器４ａ〜４ｄへとトナーがそれぞれ補給される。

而して、図２及び図３に示すように、中間転写ベルト７の横（図１の手前側）のトナーコンテナ１２ａ〜１２ｄと現像器４ａ〜４ｄの間には、トナーコンテナ１２ａ〜１２ｄ及び現像器４ａ〜４ｄの並設方向に沿って水平に延びる細長い密閉容器状のトナー補給経路と過剰トナー回収路２６が中間転写ベルト７のフレームと一体に形成されており、これらのトナー補給経路２５と過剰トナー回収路２６の内部には、補給トナーと過剰トナーを搬送するためのトナー搬送スクリュー２７，２８がそれぞれ回転可能に収容されている。尚、図２はマゼンタトナーの補給系の構成を示すが、他のシアン、イエロー及びブラックトナーの補給系も同様である。

そして、図３に示すように、トナー補給経路２５内は、隔壁２５ａによって各現像器４ａ〜４ｄ毎に計４つのトナー補給空間Ｓ１〜Ｓ４（Ｓ４は不図示）が長さ方向に形成されており、トナー補給経路２５と過剰トナー回収路２６とを隔てる隔壁２９には、トナー補給経路２５内の各トナー補給空間Ｓ１〜Ｓ４と過剰トナー回収路２６とを連通させる矩形の過剰トナー排出口３０がそれぞれ形成されている。尚、図３はマゼンタトナーとシアントナーの補給系の構成を示すが、イエロートナー及びブラックトナーの補給系の構成も同様である。

又、トナー補給経路２５の各トナー補給空間Ｓ１〜Ｓ４の底部には矩形のトナー出口３１がそれぞれ形成されており、これらのトナー出口３１は、各現像器４ａ〜４ｄの上面に開口する矩形のトナー入口３２に接続される。そして、トナー補給経路２５と過剰トナー回収路２６の上面を覆うカバー３３には、トナー補給経路２５内の各トナー補給空間Ｓ１〜Ｓ４に開口する矩形のトナー入口３４がそれぞれ形成されており、これらのトナー入口３４には、図２に示すように、各トナーコンテナ１２ａ〜１２ｄの一端底部に開口する矩形のトナー出口３５が接続される。

而して、各現像器４ａ〜４ｄでのトナー残量が一定値未満となったことが不図示のトナーセンサによって検知されると、各トナーコンテナ１２ａ〜１２ｄからトナー補給経路２５の対応するトナー補給空間Ｓ１〜Ｓ４にトナーが投入され、このトナーは、トナー搬送スクリュー２７によって各トナー補給空間Ｓ１〜Ｓ４内を図３の矢印方向に搬送され、各現像器４ａ〜４ｄへとトナーがそれぞれ補給される。この場合、例えば高温・高湿環境下等でトナーの流動性が低下し、トナー詰まり現像器４ａ〜４ｄ内のトナー補給口と攪拌部との接続部でトナーのブロッキングによるが発生し易い。このトナー詰まりが一旦発生すると、現像器４ａ〜４ｄへのトナー補給がなされなくなるために現像器４ａ〜４ｄのトナー残量が急激に減少する。

そして、上述のようにトナー補給がなされなくなった現像器４ａ〜４ｄにおいてトナーセンサによってトナーエンプティが検知されると、その現像器４ａ〜４ｄにトナーが更に送り込まれるため、過剰トナーの排出経路が無いため、トナー補給経路２５のトナー補給空間Ｓ１〜Ｓ４がトナーで押し固められ、最終的には搬送スクリュー２７の破損に至る。

然るに、本実施の形態では、トナー補給経路２５と一体に過剰トナー回収路２６を並設し、両者を隔てる隔壁２９に、トナー補給経路２５の各トナー補給空間Ｓ１〜Ｓ４と過剰トナー回収路２６とを連通させる過剰トナー排出口３０をそれぞれ形成したため、現像器４ａ〜４ｄ内のトナー補給口と攪拌部との接続部でトナーのブロッキングによるトナー詰まりが発生した場合であっても、トナー補給経路２５の過剰なトナーが過剰トナー排出口３０から過剰トナー回収路２６へと排出されるため、トナー補給経路２５の破損等が確実に防がれる。尚、トナー補給経路２５から過剰トナー回収路２６へと排出された過剰トナーは、図３の矢印方向に回転するトナー搬送スクリュー２８によって過剰トナー回収路２６を図示矢印方向に搬送されて回収される。

本発明に係る画像形成装置（カラー画像形成装置）の正断面図である。 本発明に係る画像形成装置のトナー補給系の構成を示す分解斜視図である。 本発明に係る画像形成装置のトナー補給系の構成を示す分解斜視図である。

符号の説明

１Ｍ マゼンタ画像形成ユニット
１Ｃ シアン画像形成ユニット
１Ｙ イエロー画像形成ユニット
１ＢＫ ブラック画像形成ユニット
２ａ〜２ｄ 感光ドラム（感光体）
３ａ〜３ｄ 一次帯電器
４ａ〜４ｄ 現像器
５ａ〜５ｄ 転写ローラ
６ａ〜６ｄ クリーニング装置
７ 中間転写ベルト
８ 二次転写対向ローラ
９ テンションローラ
１０ 二次転写ローラ
１１ ベルトクリーニング装置
１２ａ〜１２ｄ トナーコンテナ
１３ レーザースキャナユニット（ＬＳＵ）
１４ 給紙カセット
１５ ピックアップローラ
１６ フィードローラ
１７ リタードローラ
１８ 搬送ローラ
１９ レジストローラ
２０ 搬送ローラ
２１ 排紙トレイ
２２ 定着装置
２３，２４ 排紙ローラ
２５ トナー補給経路
２５ａ 隔壁
２６ 過剰トナー回収路
２７，２８ トナー搬送スクリュー
２９ 隔壁
３０ 過剰トナー排出口
３１ トナー出口
３２ トナー入口
３３ カバー
３４ トナー入口
３５ トナー出口
Ｌ，Ｌ’ 搬送パス
Ｓ１〜Ｓ４ トナー補給空間

Claims (2)

1. 複数の感光体と複数の現像器を備え、各感光体上に形成されたトナー画像を中間転写ベルト上に重ねて転写する装置であって、トナーをトナー補給経路を経て前記現像器に補給するための複数のトナーコンテナを前記中間転写ベルトよりも上方に配置するとともに、各現像器を中間転写ベルトよりも下方に配置して成る画像形成装置において、
   前記トナー補給経路に沿って過剰トナー回収路を並設し、両者を過剰トナー排出口を介して互いに連通させたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記トナー補給経路と前記過剰トナー回収路を前記中間転写ベルトのフレームに一体に形成し、両者を隔てる隔壁に前記過剰トナー排出口を形成したことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
   

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